तापमान नियंत्रण समारोह के साथ कार्यक्षेत्र अवलोकन के लिए माइक्रोस्कोप स्टेज का निर्माण

Engineering

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Summary

यहाँ प्रस्तुत एक तापमान नियंत्रित माइक्रोस्कोप चरण है कि एक नमूना कंटेनर एक ऊर्ध्वाधर माइक्रोस्कोप पर रखा जा करने की अनुमति देता है का उपयोग कर एक प्रोटोकॉल है.

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Matsukawa, Y., Ide, Y., Umemura, K. Fabrication of Microscope Stage for Vertical Observation with Temperature Control Function. J. Vis. Exp. (149), e59799, doi:10.3791/59799 (2019).

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Abstract

नमूने आमतौर पर सूक्ष्म अवलोकन के लिए एक क्षैतिज माइक्रोस्कोप चरण पर रखा जाता है. हालांकि, एक नमूना या अध्ययन बचाए व्यवहार पर गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव का निरीक्षण करने के लिए, यह माइक्रोस्कोप चरण ऊर्ध्वाधर बनाने के लिए आवश्यक है। इसे पूरा करने के लिए, 90 डिग्री से झुका एक बग़ल में उल्टे माइक्रोस्कोप तैयार किया गया है। इस माइक्रोस्कोप के साथ नमूनों का निरीक्षण करने के लिए, पेट्री डिश या कांच स्लाइड जैसे नमूना कंटेनर को खड़ी चरण में सुरक्षित किया जाना चाहिए। एक उपकरण है कि एक ऊर्ध्वाधर माइक्रोस्कोप चरण पर जगह में नमूना कंटेनर सुरक्षित कर सकते हैं विकसित किया गया है और यहाँ वर्णित है. मंच के लिए इस डिवाइस के अनुलग्नक ऊर्ध्वाधर विमान में नमूना गतिशीलता के अवलोकन की अनुमति देता है. एक सिलिकॉन रबर हीटर का उपयोग कर तापमान को विनियमित करने की क्षमता भी तापमान पर निर्भर नमूना व्यवहार के अवलोकन की अनुमति देता है। इसके अलावा, तापमान डेटा एक इंटरनेट सर्वर को स्थानांतरित कर दिया है. तापमान सेटिंग्स और लॉग निगरानी एक पीसी या स्मार्टफोन से दूर से नियंत्रित किया जा सकता है।

Introduction

ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी लेंस और दृश्य प्रकाश के साथ एक नमूना के आवर्धन के माध्यम से प्रेक्षणीय विवरण को बढ़ाने के लिए नियोजित एक तकनीक है। प्रकाशीय माइक्रोस्कोपी में, प्रकाश को नमूने पर निर्देशित किया जाता है, फिर अभिसंचारित, परावर्तित, या फ्लोरोसेंट प्रकाश को प्रेक्षण के लिए लेंसों द्वारा अभिवर्तित किया जाता है। विभिन्न प्रकार के सूक्ष्मदर्शी उपलब्ध हैं जो विभिन्न उपयोगों और प्रेक्षण विधियों को समायोजित करने के लिए डिजाइन में भिन्न होते हैं। विभिन्न डिजाइनों में एक ईमानदार माइक्रोस्कोप शामिल है, जो ऊपर से अवलोकन के लिए नीचे से एक नमूना रोशन करने के लिए संरचित है, और एक उल्टे माइक्रोस्कोप, जो नीचे से अवलोकन के लिए ऊपर से नमूना illuminates. ईमानदार माइक्रोस्कोप सबसे आम और व्यापक रूप से इस्तेमाल किया डिजाइन कर रहे हैं। उल्टे माइक्रोस्कोप अक्सर नमूने है कि एक लेंस ऊपर से दूरी में बंद की अनुमति नहीं कर सकते हैं निरीक्षण करने के लिए उपयोग किया जाता है, इस तरह के एक कंटेनर के नीचे करने के लिए अनुयायी सुसंस्कृत कोशिकाओं के रूप में. अनेक अनुसंधान समूहों ने अनेक प्रकार के क्षेत्रों में प्रतिलोमित सूक्ष्मदर्शी1,2,3,4,5,6,7का प्रयोग करते हुए प्रेक्षणों की सूचना दी है . कई अतिरिक्त उपकरण भी विकसित किए गए हैं जो उल्टे माइक्रोस्कोप8,9,10,11,12,13 की विशेषताओं का लाभ उठाते हैं .

वर्तमान में, सभी पारंपरिक माइक्रोस्कोप डिजाइनों में, सूक्ष्मदर्शी चरण क्षैतिज है और इसलिए ऊर्ध्वाधर तल में आंदोलन का उत्पादन करने वाले नमूनों के अवलोकन के लिए अनुपयुक्त है, (गुरुत्वाकर्षण, उछाल, गति, आदि के कारण)। इन प्रेक्षणों को संभव बनाने के लिए सूक्ष्मदर्शी अवस्था एवं प्रकाश पथ को ऊर्ध्वाधर में घुमाया जाना चाहिए। ऊर्ध्वाधर चरण खड़ी कांच स्लाइड या इस तरह के मंच के लिए एक पेट्री व्यंजन के रूप में नमूना कंटेनर माउंट करने के लिए आवश्यक है। इसका समाधान करने के लिए 90 डिग्री की ओर झुका हुआ एक बग़ल में उल्टे सूक्ष्मदर्शी पहले ही तैयार किया जा चुका है। हालांकि, टेप या अन्य चिपकने के साथ नमूने संलग्न आवश्यक दीर्घकालिक गतिहीनता उपज नहीं है। यहाँ वर्णित एक युक्ति है कि आवश्यक स्थिरता प्राप्त कर सकते है. यह उपकरण ऊर्ध्वाधर तल में नमूना आंदोलन के समय अवलोकन की अनुमति देता है। एक सिलिकॉन रबर हीटर के बढ़ते भी नमूना व्यवहार पर तापमान भिन्नता के प्रभाव का निरीक्षण करने के लिए संभव बना दिया है। तापमान डेटा वाई-फाई द्वारा एक इंटरनेट सर्वर के लिए स्थानांतरित कर दिया है, और तापमान सेटिंग्स और लॉग निगरानी एक पीसी या स्मार्टफोन से दूर से नियंत्रित किया जा सकता है। हमारे ज्ञान के लिए, एक बग़ल में झुका माइक्रोस्कोप से जुड़ी अवस्था 90 डिग्री तक झुका हुआ है, पिछले अध्ययनों में अभी तक रिपोर्ट नहीं की गई है।

माइक्रोस्कोप चरण तीन एल्यूमीनियम प्लेटों से बना है. मध्य एल्यूमीनियम प्लेट कम एल्यूमीनियम प्लेट है कि मंच के लिए देता है के लिए मुहिम शुरू की है. सिलिकॉन रबर तापमान सेंसर युक्त मध्य और ऊपरी एल्यूमीनियम प्लेटों के बीच जुड़ा हुआ है. रबर बैंड नमूना चिपका करने के लिए उपयोग किया जाता है। पंजे रबर बैंड सुरक्षित करने के लिए ऊपरी एल्यूमीनियम प्लेट के बाएँ और दाएँ चार अंक में संलग्न हैं। तापमान नियामक के नियंत्रण सर्किट सिलिकॉन रबर में एम्बेडेड तापमान सेंसर से एक संकेत प्राप्त करता है और पल्स चौड़ाई मॉडुलन (PWM) विधि द्वारा बिजली की शक्ति modulates. तापमान को धीरे-धीरे 1 डिग्री सेल्सियस वृद्धि में 50 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ाया जा सकता है। यह डिवाइस उन अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी है जिनमें ऊर्ध्वाधर नमूना गति ताप-निर्भर हो सकती है।

यह रिपोर्ट डायटॉम्स की अस्थायी परिघटना पर ताप प्रभाव के उदाहरण प्रदान करती है। डायटम प्रेक्षण अध्ययनों के उदाहरण के रूप में सेल समूहों के अवसादन वेग की माप, गति विश्लेषण, अल्ट्राफिन संरचना अध्ययन आदि की सूचना दी गई है14,15,16,17 , 18 , 19 , 20 , 21 , 22 , 23.प्रकाश संश् लेषी जीवों के साथ जल में तैरते डायटों की विशिष्ट गुरुत्व जल से थोड़ी अधिक होती है, इसलिए वे डूब जाते हैं; हालांकि, वे वृद्धि होगी अगर भी मामूली संवहन हो रहा है. इस परिघटना का अध्ययन करने के लिए, कांच की स्लाइड को सूक्ष्मदर्शी अवस्था में लंबवत चिपका दिया जाता है, और डायटम ऊर्ध्वाधर गति पर बढ़ते तापमान के प्रभाव को देखा जाता है।

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Protocol

1. डिजाइन

  1. एल्यूमीनियम प्लेटों का निर्माण
    1. आयाम 150 मिमी x 200 मिमी x 2 मिमी x 2 मिमी के केंद्र में एक 101 मिमी छेद कट एक लेजर प्रसंस्करण मशीन के साथ सबसे आगे थाली के रूप में इस्तेमाल किया जा करने के लिए। आठ बिंदुओं पर मशीन पंजों को लंबाई में दो रबर बैंड ों को चिपकाने के लिए, या इस प्लेट की चौड़ाई के पार दो (देखें पूरक चित्र 1A और पूरक चित्र 2A).
    2. एक और 150 मिमी x 200 मिमी x 5 मिमी एल्यूमीनियम प्लेट के केंद्र में एक 130 मिमी छेद कट एक लेजर प्रसंस्करण मशीन के साथ मध्य ऊपरी प्लेट के रूप में इस्तेमाल किया जा करने के लिए। इस प्लेट की चौड़ाई के पार दो बिंदुओं पर रबर बैंड संलग्न करने के लिए मशीन आठ पायदानें (पूरक चित्र 1B और पूरक चित्र 2B देखें)
    3. एक लेजर प्रसंस्करण मशीन के साथ मध्य निचले प्लेट के रूप में इस्तेमाल किया जा करने के लिए एक 150 मिमी x 200 मिमी x 200 मिमी एक्स 4 मिमी एल्यूमीनियम प्लेट के केंद्र में एक 130 मिमी छेद कट (पूरक चित्र 1C और पूरक चित्रा 2Cदेखें) .
    4. बेस प्लेट के रूप में इस्तेमाल की जाने वाली 150 मिमी x 200 मिमी x 1.5 मिमी एल्यूमीनियम प्लेट के केंद्र में 30 मिमी छेद काटें (देखें पूरक चित्रा 1D और पूरक चित्रा 2D)
  2. दो एल्यूमीनियम आसन का निर्माण
    1. एल्यूमीनियम प्लेट के केंद्र में एक 30 मिमी छेद कट (100 मिमी व्यास, 3 मिमी मोटाई) और आयाम के साथ एक तरफ से एक पायदान बनाने 42 मिमी चौड़ा x 30 मिमी गहरी (पूरक चित्रा 3Aदेखें) .
    2. एक एल्यूमीनियम प्लेट में थाली के केंद्र में एक 30 मिमी छेद कट (100 मिमी व्यास, 4 मिमी मोटाई) और ड्रिल तीन 3 मिमी केंद्र से 25 मिमी स्थित छेद, एक दूसरे से 120 डिग्री स्थान (देखें पूरक चित्र ाष्टक 3B)।
  3. तीन दबाया कॉर्क डिस्क का निर्माण
    1. एक पानी जेट काटने की मशीन के साथ दबाया कॉर्क डिस्क (100 मिमी व्यास, 2 मिमी मोटाई) के केंद्र में एक 20 मिमी छेद में कटौती। एक कट 42 मिमी x 30 मिमी गहरी भर में बनाओ, तो एक कट 4 मिमी चौड़ा x 5 मिमी गहरी (पूरक चित्रा 4Aदेखें)।
    2. आयाम 100 मिमी व्यास के दबाया कॉर्क डिस्क के केंद्र में एक 20 मिमी छेद कट, एक पानी जेट काटने की मशीन के साथ 1 मिमी मोटाई। x 30 मिमी गहरी, एक कट 4 मिमी चौड़ा x 40 मिमी गहरा भर में एक कट 42 मिमी बनाओ (पूरक चित्रा 4Bदेखें)।
    3. एक 42 मिमी चौड़ाई और 30 मिमी गहराई के साथ एक 100 मिमी व्यास डिस्क से एक दबाया कॉर्क प्लेट कट। 1 मिमी मोटाई के दो शीट और 2 मिमी मोटाई के एक शीट की आवश्यकता है (पूरक चित्र 4Cदेखें)।
  4. सिलिकॉन रबर हीटर का निर्माण
    1. निर्मित Nichrome तार के साथ 2.5 मिमी मोटी सिलिकॉन रबर की एक 100 मिमी व्यास डिस्क का उपयोग कर एक हीटर तैयार है और डिस्क के केंद्र में एक 20 मिमी छेद में कटौती (पूरक चित्र 5देखें)।
  5. Supplemental चित्र 6 में दर्शाए अनुसार उन्हें स्टैक करके चरण 1-1-1-4 में वर्णित भागों को एकत्र करें।
  6. सूक्ष्मदर्शी अवस्था का निर्माण करने के लिए, सूक्ष्मदर्शी अवस्था के पूरक चित्र6, अनुप्रस्थ काट को देखें। ठीक Equation 1 Equation 2 है Equation 3 और, तो और Equation 4 शिकंजा के साथ. ठीक Equation 4 Equation 5 है और शिकंजा के साथ. फिक्स Equation 2 Equation 3 और Equation 6 Equation 5 , Equation 6 Equation 7 और Equation 7 Equation 8 , Equation 5 और Equation 9 , और चिपकने वाला के साथ.

2. हार्डवेयर डिजाइन रूपरेखा

  1. पूरक चित्र 7में दर्शाए अनुसार "विद्युत आपूर्ति और प्रोग्रामिंग परिपथ" तैयार की है। एसी एडाप्टर से जुड़े J4 टर्मिनल से हीटर नियंत्रक के लिए 12 वी डीसी की आपूर्ति। CPU आपूर्ति वोल्टेज 3.3 ट डीसी है, क्योंकि एक नियामक का उपयोग कर सर्किट बिजली की आपूर्ति के लिए 3.3 V डीसी के लिए 12 वी डीसी से वोल्टेज घटाएँ।
    नोट: यूएसबी 1 5 वी डीसी और विकास पीसी के सीरियल संकेत के लिए एक टर्मिनल है. 5 V DC आवश्यक नहीं है, यद्यपि यह CPU प्रोग्राम करने के लिए पावर स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है। यह भी नियामक द्वारा 3.3 वी डीसी में परिवर्तित कर दिया है. J1 प्रोग्रामिंग के समय एक नियंत्रण संकेत टर्मिनल है. इस परिपथ को पूरक चित्र 8में दर्शाए गए नियंत्रक मामले में रखा गया है।
  2. पूरक चित्र 7में दर्शाए अनुसार "हीटर नियंत्रण परिपथ" तैयार की है। Q5 (P चैनल MOS FET) के साथ 12 वी डीसी के लिए स्विच और हीटर करने के लिए यह आपूर्ति. Q5 हीटर करने के लिए आपूर्ति की गई शक्ति की मात्रा को समायोजित करने के लिए PWM के साथ 12 V DC को नियंत्रित करता है एक स्विचिंग तत्व है।
    नोट: सर्किट नेत्रहीन कि वोल्टेज हीटर को आपूर्ति की जा रही है की पुष्टि करने के लिए एक एलईडी भी शामिल है. इस ड्राइव संकेत (HEATER]C) CPU से एक PWM संकेत है। जब सुरक्षा सर्किट द्वारा एक ओवरहीट सिग्नल का पता लगाया जाता है, तो BREAKER संकेत कम करने के लिए स्विच करता है, और MOS-FET का संचालन बंद हो जाता है। इस परिपथ को पूरक चित्र 8में दर्शाए गए नियंत्रक मामले में रखा गया है।
  3. अनुपूरक चित्र 7में दर्शाए अनुसार एक "कनेक्टर परिपथ को हीटर इकाई के लिए" तैयार की है। हीटर अनुभाग के साथ कनेक्शन के लिए एक यूएसबी कनेक्टर स्थापित करें।
    नोट: इस सर्किट पूरक चित्र 8में दिखाया नियंत्रक मामले में रखे है.
  4. पूरक चित्र 7 में दिखाए गए के रूप में एक "तापमान सेंसर के लिए कनेक्टर सर्किट" तैयार करें. तापमान सेंसर कनेक्ट करने के लिए कनेक्टर माउंट (Euroblock गोदाम 2P)।
    नोट: इस सर्किट पूरक चित्र 8में दिखाया नियंत्रक मामले में रखे है.
  5. पूरक चित्र 7में दिखाए गए अनुसार "A/D कनवर्टर" के लिए, ADS 1015 को विज्ञापन कनवर्ज़न डिवाइस के रूप में उपयोग करें.
    नोट: विज्ञापन रूपांतरण डिवाइस तापमान सेंसर के मूल्यों धर्मान्तरित और वोल्टेज से डिजिटल मूल्यों के लिए पता लगाने सेंसर गरम. यह एक 12-बिट बहुसंकेतक विज्ञापन रूपांतरण डिवाइस है और I2C इंटरफ़ेस के साथ CPU करने के लिए कनेक्ट किया गया है। इस परिपथ को पूरक चित्र 8में दर्शाए गए नियंत्रक मामले में रखा गया है।
  6. ओवरहीट डिटेक्शन सेंसर (OHS) संकेत OP amp के उलट इनपुट को जोड़ने के द्वारा पूरक चित्र 7 में दिखाया गया है के रूप में एक "सर्किट की रक्षा" बनाओ. noninverting इनपुट से जुड़े ट्रिमर रोकनेवाला की वोल्टेज के साथ इस संकेत की तुलना करें.
    1. सुनिश्चित करें कि जब वोल्टेज ट्रिमर रोकनेवाला की वोल्टेज से कम हो जाता है, ओपी एम्पलीफायर का उत्पादन उच्च चला जाता है, जुड़ा NPN ट्रांजिस्टर Q2 पर बदल जाता है और ब्रेकर संकेत कम हो जाता है.
    2. सुनिश्चित करें कि एक ही समय में, Q4 पर बदल जाता है और जुड़ा ओवरहीट सूचक एलईडी D6 रोशनी.
      नोट: इस सर्किट पूरक चित्र 8में दिखाया नियंत्रक मामले में रखे है.
  7. पूरक चित्र 7में दिखाए गए अनुसार "प्रदर्शन अनुभाग" के लिए, OLED के लिए 192 x 64 डॉट्स का उपयोग करें. I2C इंटरफ़ेस के माध्यम से CPU के साथ कनेक्ट करें।
    1. OLED के GND से कनेक्ट एक NPN ट्रांजिस्टर Q1 का उपयोग कर CPU संकेत IO0 द्वारा OLED के GND को अलग करके OLED रीसेट करें।
      नोट: यह OLED जानकारी के विभिन्न प्रकार प्रदर्शित करता है. इस परिपथ को पूरक चित्र 8में दर्शाए गए नियंत्रक मामले में रखा गया है।
  8. पूरक चित्रा 7में पुश स्विच के साथ एक "एलईडी और रोटरी एनकोडर" के लिए, मिलाप द्वारा एक रोटरी एनकोडर माउंट कि एक धक्का स्विच के रूप में कार्य करता है और दो एल ई डी शामिल हैं.
    1. एक एक शक्ति एलईडी के रूप में उपयोग के लिए वीसीसी के लिए एलईडी कनेक्ट करें। अन्य हीटर कार्रवाई के दौरान एक संकेतक के रूप में उपयोग के लिए CPU करने के लिए कनेक्ट किया गया है।
    2. CPU करने के लिए कनेक्ट किया गया है हीटर START/STOP के लिए एक पुश स्विच संपर्क का उपयोग करें। CPU बाधा में सेट IO इनपुट करने के लिए रोटरी एनकोडर के A और B आउटपुट कनेक्ट करें।
      नोट: इस सर्किट पूरक चित्र 8में दिखाया नियंत्रक मामले में रखे है.
  9. पूरक चित्र 7में CPU के लिए, WROOM - 02D के CPU का उपयोग करें।
    1. प्रदर्शन का इंटरफ़ेस I2C मानक है, क्योंकि "प्रदर्शन इकाई" के लिए IO12, IO13 से आउटपुट। IO0 "प्रदर्शन इकाई" के लिए कनेक्ट करें और OLED रीसेट करें।
    2. IO15 को "हीटर नियंत्रण इकाई" से कनेक्ट करें और PWM आउटपुट द्वारा हीटर को प्रदान की गई पावर को नियंत्रित करें.
    3. "एलईडी और पुश स्विच के साथ रोटरी एनकोडर" करने के लिए IO2 कनेक्ट और शुरू एलईडी प्रकाश। "एलईडी और पुश स्विच के साथ रोटरी एनकोडर" करने के लिए IO4 और IO14 कनेक्ट और सेट तापमान निर्धारित करने के लिए रोटरी एनकोडर से संकेत (आरईए और आरईबी) प्राप्त करते हैं। "एलईडी और पुश स्विच के साथ रोटरी एनकोडर" करने के लिए IO5 कनेक्ट और शुरू /

3. सॉफ्टवेयर डिजाइन रूपरेखा

  1. Arduino कोर WROOM के लिए का उपयोग करें - 02D CPU के लिए इस सिस्टम के लिए नियंत्रक के रूप में.
    नोट: इनपुट उपकरणों के रूप में, शुरू / रोक स्विच, रोटरी एनकोडर, तापमान सेंसर (thermistor) का उपयोग किया जाता है। आउटपुट डिवाइस के रूप में, एक एलईडी, वर्ण प्रदर्शन (OLED), और हीटर का उपयोग किया जाता है। संचार डिवाइस वाई-फाई का उपयोग करता है।
  2. कार्रवाई की रूपरेखा
    1. पूरक चित्रा 7में धक्का स्विच के साथ एलईडी और रोटरी एनकोडर में दिखाया गया है के रूप में रोटरी एनकोडर के संचालन का पता लगाने, सेट तापमान के रूप में स्टोर, और OLED पर यह प्रदर्शित करते हैं। सीपीयू का इनपुट टर्मिनल सेट करें जिस से प्रावस्था टर्मिनल आरईए और आरईबी एक अंतरायन इनपुट टर्मिनल के रूप में जुड़े हुए हैं और बीच में रोटरी एनकोडर के रोटेशन (आगे और रिवर्स) को संसाधित करते हैं। आगे रोटेशन के लिए +1 और रिवर्स रोटेशन के लिए -1 के लिए सेट करें। वैश्विक चर के लिए सेट तापमान लिखें और हीटर तापमान नियंत्रण के लिए इसका इस्तेमाल करते हैं। एक ही समय में, OLED का सेट तापमान प्रदर्शन अद्यतन करें।
    2. सीपीयू IO 5 द्वारा प्रारंभ और स्टॉप की पहचान करें /स्टॉप स्विच (एसडब्ल्यू-एस) जैसा कि पूरक चित्र 7के सीपीयू में दिखाया गया है। Start/stop स्विच की स्थिति प्रत्येक 50 ms एक टाइमर बाधा प्रक्रिया है।
      नोट: चूंकि स्विच एक क्षणिक स्विच है, यह शुरू की स्थिति रिवर्स / यह स्थिति वैश्विक चर में संग्रहीत किया जाता है।
    3. तापमान संवेदक के लिए एक थर्सेटर का उपयोग करें। नमूना संवेदक से मापा मान पढ़ें (को संदर्भित करने के लिए "हीटर कनेक्शन के लिए कनेक्टर सर्किट" पूरक चित्र 7में) A/D कनवर्टर के बाद CPU में (देखें "A/D कनवर्टर" पूरक चित्र 7में ). पूरक चित्र 7के "सीपीयू" में IO15 पोर्ट को चालू करके हीटर को विद्युत धारा प्रदान करें।
      नोट: तापमान सेंसर के दो प्रकार के होते हैं. एक नमूना के तापमान को मापने और सेट तापमान पर हीटर को नियंत्रित करने के लिए प्रयोग किया जाता है, और अन्य एक हीटर से जुड़ा हुआ है और गर्मी की रोकथाम के लिए इस्तेमाल किया। एक रोकनेवाला के माध्यम से 3.3 वी करने के लिए thermistor कनेक्ट और वोल्टेज में परिवर्तन के रूप में प्रतिरोध में परिवर्तन रिकॉर्ड. चलती औसत विधि द्वारा एक शोर निकालें.
    4. तापमान की रोकथाम तापमान सेंसर के लिए एक thermistor का प्रयोग करें. ओवरहीट का पता लगाने के एक thermistor का उपयोग कर किया जाता है (R2) ("हीटर कनेक्शन के लिए कनेक्टर सर्किट" पूरक चित्र 7में), और जब सेट मूल्य पार कर गया है, हीटर वर्तमान बंद है ("परिपथ की रक्षा" पूरक चित्र ाूँकामें 7) .
      नोट: यह सेंसर एक सर्किट में शामिल है और नहीं CPU के माध्यम से. इस सेंसर सीपीयू से स्वतंत्र है और एक एनालॉग तरीके से एक अंतर एम्पलीफायर द्वारा रोकनेवाला trimmer द्वारा सेट प्रतिरोध मूल्य के साथ तुलना में. जब यह पता लगाता है कि तापमान निर्धारित मान से अधिक हो गया है, यह FET स्विच में हस्तक्षेप करता है, जो हीटर के लिए वर्तमान को नियंत्रित करता है और जबरन वर्तमान आपूर्ति बंद कर देता है. उद्देश्य भी सीपीयू ठीक से काम नहीं करता है, जहां एक निश्चित स्तर से अधिक से हीटर के तापमान को रोकने के लिए है।
    5. सीपीयू द्वारा पूरक चित्रा 7 के "एलईडी और रोटरी एनकोडर" में एलईडी चालू करें (पूरक चित्रा 7के "सीपीयू" में), जब उपकरण संचालन में है।
    6. सेट तापमान प्रदर्शित करें और CPU द्वारा पूरक चित्र 7 के "प्रदर्शन अनुभाग" में OLED करने के लिए मान मापा (सीपीयू में "के पूरक चित्र 7).।
    7. हीटर को नियंत्रित करने के लिए CPU से PWM के साथ पूरक चित्रा 7 के "हीटर नियंत्रण सर्किट" में FET स्विच ड्राइव.
    8. तापमान संवेदक द्वारा अधिग्रहीत मापा तापमान के आधार पर, पीआईडी द्वारा हीटर को नियंत्रित करें। PID संसाधन के लिए Arduino के pid$v1.h लायब्रेरी का उपयोग करें।
      नोट: CPU समय calibrates, सर्वर के साथ संचार, डेटा संचारित, और सर्वर से निर्देश प्राप्त करता है। सेंसर तापमान सेट तापमान से अधिक है, हीटर करने के लिए वर्तमान 0 करने के लिए सेट किया गया है, और overshoot दबा दिया है।
    9. CPU के अंतर्निहित वाई-फाई कनेक्शन समारोह का उपयोग करें और इंटरनेट से कनेक्ट करें। वाई-फाई द्वारा नामित सर्वर के लिए तापमान, हीटर तापमान, आदि सेट संचारित।

4. सिस्टम विन्यास

  1. पूरक चित्र 9के अनुसार प्रणाली का निर्माण करें।
  2. नियंत्रक के साथ एक वाई-फाई से लैस।
  3. तापमान माप के लिए एक सेंसर के रूप में एक thermistor का प्रयोग करें. नियंत्रक मामले पर "सेंसर" टर्मिनल के लिए thermistor तार कनेक्ट करें। ताप संकेत प्राप्त करें जो थर्सेटर द्वारा मापा जाता है।
  4. एक समर्पित केबल के साथ रबर हीटर और नियंत्रक मामले के "HEATER" शामिल एक माइक्रोस्कोप चरण कनेक्ट. रबर हीटर के लिए वर्तमान को नियंत्रित करें।
  5. नियंत्रक पर घुंडी के साथ सेट तापमान बदलें.
    नोट: तापमान लॉग निगरानी, तापमान सेटिंग एक पीसी या स्मार्टफोन से दूर से संचालित किया जा सकता है।
  6. मापा तापमान, सेट तापमान, और इंटरनेट के माध्यम से सर्वर के लिए नियंत्रक से माप पर समय की जानकारी स्थानांतरण। डेटा माप चक्र समय है 5 s और सर्वर पर डेटा हस्तांतरण के लिए चक्र समय 1 मिनट है.
  7. नियमित अंतराल पर नियंत्रक पक्ष से सर्वर तक पहुँचें और विश्लेषण और ग्राफिंग के लिए सर्वर के लिए नियंत्रक के CPU में संग्रहीत माप डेटा स्थानांतरित करें।
  8. सर्वर को संचालित करने के तरीके के लिए अनुपूरक सामग्री देखें.

5. बग़ल में उल्टे माइक्रोस्कोप का डिजाइन

  1. एक बुनियादी माउंट बनाने के लिए शिकंजा के साथ खड़ी मोटाई में 15 मिमी के दो एल्यूमीनियम प्लेटें ठीक करें।
  2. आधार माउंट के क्षैतिज भाग के लिए एक जिग (एक जगह) संलग्न करें।
  3. माइक्रोस्कोप चरण भाग खड़ी रखें, आधार स्टैंड के ऊर्ध्वाधर भाग के लिए जिग्स (दो स्थानों) देते हैं और आधार स्टैंड के लिए माइक्रोस्कोप के नीचे तय।
  4. शिकंजा के साथ माइक्रोस्कोप चरण को ठीक करें।

6. आपरेशन की विधि

नोट: यहाँ, इस्तेमाल किया नमूना बोल्ड संशोधित बेसल Freshwater पोषक तत्व समाधान तरल संस्कृति मध्यम, सोडियम मेटासिलिकेट, विटामिन, और बाँझ पानी का एक मिश्रण है। इस नमूने का 800 डिग्री सेल्सियस ताजा जल माध्यम के 10 एमएल में पतला है।

  1. अवलोकन विधि
    1. तैयार नमूने के 1,000 $L को स्व-निर्मित कांच कक्ष में इंजेक्ट करें।
      नोट: स्वयं बनाया ग्लास कक्ष समानांतर में दो स्लाइड चश्मा की व्यवस्था और उन्हें एक चिपकने वाला के साथ ठीक करता है। एक सामान्य पेट्री डिश एक बड़ी मोटाई है और कोशिकाओं कक्ष में गहराई दिशा में बच, यह मुश्किल एक माइक्रोस्कोप के साथ निरीक्षण करने के लिए कर रही है। इसे रोकने के लिए, एक छोटी गहराई दिशा के साथ कक्ष बनाया जाता है, जो कक्ष में गहराई दिशा में कोशिकाओं को भागने से रोकने के लिए संभव बनाता है। एक कम तापमान इलाज epoxy राल चिपकने वाला कांच के आसपास बांड के लिए कक्ष से छोड़ने के नमूने को रोकने के लिए प्रयोग किया जाता है.
    2. माइक्रोस्कोप के लिए एक अलग से तैयार वीडियो कैमरा संलग्न करें। माइक्रोस्कोप के समर्पित लेंस एडाप्टर का उपयोग कर एक वीडियो कैमरा कनेक्ट और नमूना गोली मार.
    3. एक 10x नेत्रिका और 200x उद्देश्य के साथ एक माइक्रोस्कोप का प्रयोग करें.
    4. 4 मिमी शिकंजा के साथ चार स्थानों में एक माइक्रोस्कोप के लिए ऊर्ध्वाधर माइक्रोस्कोप चरण संलग्न करें।
      नोट: एल्यूमीनियम प्लेटों के डिजाइन चित्र के लिए पूरक चित्र 1A और पूरक चित्र 2A को देखें। इस प्रयोग में, एक उल्टे सूक्ष्मदर्शी का उपयोग किया गया था। यह 90 डिग्री से झुका हुआ था, और गढ़े माइक्रोस्कोप चरण शिकंजा के साथ चिपका था। चित्र 1को देखें.
    5. लंबाई बनाया चार पंजे का उपयोग कर दो रबर बैंड के साथ नमूना सुरक्षित. भू-पृष्ठ के लंबवत सूक्ष्मदर्शी अवस्था पर एक नमूना रखें।
    6. पूरक चित्र 8में दर्शाए गए नियंत्रक के साथ तापमान को 40 डिग्री सेल्सियस पर सेट करें। तापमान सेट करने के लिए नियंत्रक घुंडी मुड़ें. प्रदर्शन पर सेट तापमान की जाँच करें। तापमान नियंत्रण शुरू करने के लिए घुंडी दबाएँ, और नीले एलईडी प्रकाश होगा। एलईडी बंद कर देते हैं और तापमान नियंत्रण को रोकने के लिए फिर से घुंडी दबाएँ।
      नोट: मापा तापमान वास्तविक समय में प्रदर्शित किया जाता है, और हीटर सेट तापमान तक पहुँचने के लिए नियंत्रित किया जाता है। जब तापमान नियंत्रण शुरू होता है, नीले एलईडी रोशनी और हीटर आपरेशन में है, जबकि ऐसा रहता है. जब हीटर overheats, लाल एलईडी रोशनी, और हीटर स्वचालित रूप से बंद हो जाता है.
    7. सर्वर कार्रवाई के लिए अनुपूरक जानकारी में "सर्वर कार्रवाई मैनुअल" देखें।
      नोट: डेटा संग्रह के लिए कोई सर्वर की आवश्यकता है। सर्वर का डेटाबेस मेरा-SQL का उपयोग करता है।

7. रबर हीटर की सतह के तापमान वितरण का मापन

  1. तापमान एकरूपता की जांच करने के लिए थर्मोग्राफी द्वारा रबर हीटर सतह के तापमान के वितरण को मापने।
  2. माइक्रोस्कोप अवस्था को संलग्न करें जिसमें एक स्टैंड के साथ रबर हीटर को शामिल किया गया था।
  3. रबर हीटर की सतह के सेटिंग तापमान को 35 डिग्री सेल्सियस, 45 डिग्री सेल्सियस, 55 डिग्री सेल्सियस, और 65 डिग्री सेल्सियस में बदलें, और सामने से थर्मोग्राफी द्वारा मापें (पूरक चित्र 10को देखें)।

8. तापमान प्रतिक्रिया परीक्षण

  1. 30 डिग्री सेल्सियस के लिए नमूना सेट तापमान की स्थापना करके तापमान नियंत्रण शुरू करो। माप मान 30 डिग्री सेल्सियस तक पहुँच जाता है और स्थिर होने तक प्रतीक्षा करें। 30 डिग्री सेल्सियस से 5 डिग्री सेल्सियस से पूर्व निर्धारित तापमान चरणवार बढ़ाएँ और मापा मूल्य संबंधित पूर्व निर्धारित तापमान के बाद स्थिर जब तक प्रतीक्षा करें।
  2. पूर्व निर्धारित तापमान को 50 डिग्री सेल्सियस से घटाकर 30 डिग्री सेल्सियस तक घटाएं और मापे गए मान की ट्रैकिंग क्षमता का पता लगाएं।

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Representative Results

चित्र 2 रबड़ तापक का ताप वितरण दर्शाता है। रबड़ हीटर का पृष्ठीय ताप प्रत्येक ताप पर एक समान था। चित्र 3 ताप परिवर्तन सेट करने के लिए मापे गए ताप की अनुक्रियाशीलता दर्शाता है। नारंगी रेखा सेट तापमान से पता चलता है और नीली रेखा नमूना तापमान के परिवर्तन से पता चलता है। सेटिंग परिवर्तन करने के लिए मापा मान का overshoot छोटा है और ट्रैकिंग त्वरित है।

डायटम कोशिकाओं को इस उपकरण के उपयोग का एक विशिष्ट उदाहरण प्रदान करने के लिए मनाया गया. डायटम कोशिकाओं को ले जाने का प्रक्षेप पथ विश्लेषण डायटम कोशिकाओं की गतिशीलता का मूल्यांकन करने के लिए एक उपयोगी दृष्टिकोण है। तथापि, यद्यपि एक सामान्य उल्टे सूक्ष्मदर्श क्षैतिज रूप से प्रतिदर्श को प्रेक्षण करता है, तथापि यह ऊर्ध्वाधर दिशा में गुरुत्व अथवा चल गति के प्रभाव के प्रेक्षण के लिए उपयुक्त नहीं है।

इस प्रयोग में, ताप नियंत्रक के साथ सूक्ष्मदर्शी अवस्था को एक उल्टे सूक्ष्मदर्शी से जोड़ा गया था जिसे 90 डिग्री घुमाया गया था। डायटमों का ताप-निर्भर ऊर्ध्वाधर गति सफलतापूर्वक रिकॉर्ड की गई। इस विधि से डायटमों की ऊर्ध्वाधर गति का पता लगा, जैसा कि चित्र 4में दर्शाया गया है। डायटमों के 100 व्यक्तियों को देखने के परिणामस्वरूप, कमरे के तापमान पर औसत चाल 7.01 डिग्री उध/ डायटम कोशिकाओं के ऊर्ध्वाधर अस्थायी परिघटना पर तापीय संवहन के प्रभाव को प्रत्यक्ष प्रेक्षण द्वारा विज़ुअलाइज़ किया गया था।

Figure 1
चित्र 1: सूक्ष्मदर्शी अवस्था में स्थिर डिवाइस का फोटोग्राफ। सूक्ष्मदर्शी अवस्था में स्थिर डिवाइस की उपस्थिति. डिवाइस चार शिकंजा के साथ माइक्रोस्कोप चरण के लिए तय हो गई है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
चित्र 2: रबर हीटर का तापमान वितरण। थर्मोग्राफी द्वारा मापा जाने वाला रबर हीटर का वितरण। हीटर तापमान परिवेश के तापमान से 35 डिग्री सेल्सियस, 45 डिग्री सेल्सियस, 55 डिग्री सेल्सियस, और 65 डिग्री सेल्सियस के लिए कदम से बदल गया था। तापमान प्रत्येक तापमान पर हीटर भर में समान रूप से वितरित किया गया था। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
चित्र 3: तापमान संकेत की प्रतिक्रिया। यह उस प्रतिक्रिया को दर्शाता है जब सेट तापमान को 30 डिग्री सेल्सियस से बढ़ाकर 50 डिग्री सेल्सियस कर दिया जाता है और 50 डिग्री सेल्सियस से 30 डिग्री सेल्सियस तक कम किया जाता है। सेट तापमान 5 डिग्री सेल्सियस की वेतन वृद्धि में बदल गया था। स्थिर अवस्था में, मापा गया ताप सेट मान के 1.5 डिग्री सेल्सियस के भीतर होता है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 4
चित्र 4: डायटम आंदोलन का स्थान। तापमान परिवर्तन के कारण डायटम गति के ऊर्ध्वाधर त्रासदियों को प्लॉट किया गया है। नीली रेखाएँ 27.06 s के लिए 25 डिग्री सेल्सियस पर डायटम कोशिकाओं के ट्रैजेक्सियों को दर्शाती हैं और 0.2 s के लिए 40 डिग्री सेल्सियस पर हैं। कृपया इस आकृति का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें।

Figure 1
पूरक चित्रा 1: एल्यूमीनियम प्लेटों के डिजाइन ड्राइंग (आयाम के साथ). (ए) प्लेट 2 मिमी मोटी x 150 मिमी चौड़ी x 200 मिमी लंबी है, एक केंद्रित 101 मिमी व्यास छेद के साथ रबर हीटर की प्रविष्टि की अनुमति देने के लिए. प्रत्येक प्लेट किनारे दो machined पंजे जो करने के लिए रबर बैंड मंच पर नमूने सुरक्षित करने के लिए संलग्न किया जा सकता है. 4 मिमी शिकंजा के साथ एक माइक्रोस्कोप के लिए इस ऊर्ध्वाधर चरण संलग्न करने के लिए, 4.2 मिमी पेंच छेद केंद्रीय छेद के आसपास सममित चार स्थानों पर drilled हैं। (बी) प्लेट 5 मिमी मोटी x 150 मिमी चौड़ा x 200 मिमी लंबा है, एक केंद्रित 130 मिमी व्यास छेद के साथ. मशीन पायदान स्थानों मंच भर में नमूना-सेकिंग रबर बैंड के लगाव की अनुमति देने के लिए सबसे आगे प्लेट पर पंजा स्थानों मैच के लिए। एक माइक्रोस्कोप के लिए मंच के लगाव के लिए, चार 4.2 मिमी पेंच छेद सबसे आगे थाली में उन लोगों के लिए मिलान स्थानों में drilled हैं. (सी) प्लेट 4 मिमी मोटी x 150 मिमी चौड़ा x 200 मिमी लंबा है, एक केंद्रित 130 मिमी व्यास छेद के साथ. एक 30 मिमी अवधि सही 200 मिमी थाली के चेहरे के केंद्र से बाहर काट रहा है, केंद्रीय छेद की गहराई के लिए. कट-आउट का यह उद्देश्य सही पक्ष पर हीटर संबंधक के लगाव की अनुमति है. सबसे आगे की थाली में के रूप में एक ही स्थिति में, चार 4.2 मिमी पेंच छेद एक माइक्रोस्कोप के लिए मंच के लगाव के लिए drilled हैं. (डी) प्लेट 1.5 मिमी मोटी x 150 मिमी चौड़ी x 200 मिमी लंबी है, एक केंद्रित 30 मिमी व्यास छेद के साथ. सबसे आगे की थाली में के रूप में एक ही स्थिति में, चार 4.2 मिमी पेंच छेद एक माइक्रोस्कोप के लिए मंच के लगाव के लिए drilled हैं. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
पूरक चित्र 2: एल्यूमीनियम प्लेटों के डिजाइन ड्राइंग (आयाम के बिना). कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
पूरक चित्र ााााः आलु्वेण ंकारं प्रतयापः । (ए) ऊपरी तरफ स्थापित करने के लिए: व्यास 100 मिमी है, मोटाई 3 मिमी है। एक 30 मिमी व्यास छेद केंद्र में drilled है और 42 मिमी चौड़ाई x 30 मिमी गहराई के एक cutout एक तरफ किया जाता है. (बी) निचले हिस्से पर स्थापित करने के लिए: व्यास 100 मिमी है, मोटाई 4 मिमी है। एक 30 मिमी व्यास छेद केंद्र में drilled है, और तीन 3 मिमी छेद केंद्र से 25 मिमी की दूरी पर एक दूसरे के लिए 120 डिग्री पर रखा गया है. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 4
पूरक चित्रा 4: दबाया कॉर्क डिस्क के डिजाइन ड्राइंग। (ए) सिलिकॉन रबर हीटर और ऊपरी एल्यूमीनियम आसन के बीच ऊपरी पक्ष पर स्थापित करने के लिए: व्यास 100 मिमी है, मोटाई 2 मिमी है। एक 20 मिमी व्यास छेद केंद्र में drilled है, और दो कटौती (42 मिमी चौड़ा x 30 मिमी गहरी, 4 मिमी चौड़ा x 40 मिमी) डिस्क के पक्षों में एक दूसरे के लिए सही कोण पर बना रहे हैं. (बी) सिलिकॉन रबर हीटर और कम एल्यूमीनियम आसन के बीच निचले पक्ष पर स्थापित करने के लिए: व्यास 100 मिमी है, मोटाई 1 मिमी है। एक 20 मिमी व्यास छेद केंद्र में drilled है. (ग) यह सहायता 42 मिमी चौड़ी है - 30 मिमी गहरी, और एक 100 मिमी व्यास डिस्क की परिधि से काट दिया. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 5
पूरक चित्र 5: सिलिकॉन रबर हीटर की विशिष्टता। व्यास 100 मिमी है और मोटाई 2.5 मिमी है। एक 20 मिमी व्यास छेद केंद्र में drilled है. बिजली की आपूर्ति 12 वी है, 18 डब्ल्यू लोड क्षमता के साथ. हीटर इलेक्ट्रोड से जुड़े एक नेतृत्व तार के साथ, निक्रोम तार के होते हैं। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 6
पूरक चित्र 6: सूक्ष्मदर्शी चरण का क्रॉस-सेक्शन। यह सूक्ष्मदर्शी अवस्था का एक अनुभागीय दृश्य है। एल्यूमीनियम आसन पीछे एल्यूमीनियम प्लेट से जुड़ा हुआ है और रबर हीटर सबसे बाहरी सतह पर स्थापित किया गया है. दबाया कॉर्क रबर हीटर और एल्यूमीनियम आसन के बीच इन्सुलेशन के लिए स्थापित किया गया है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 7
पूरक चित्र 7: परिपथ आरेख का विवरण। यह नियंत्रक में निर्मित परिपथ को इंगित करता है। परिपथ आरेख को अलग-अलग प्रकार्यों के अनुसार नौ भागों में विभाजित किया गया है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 8
पूरक चित्र ााााः प्लास्टिक नियंत्रक मामले की डिजाइन ड्राइंग. आयाम 143.9 मिमी लंबाई x 85.3 मिमी गहराई x 25 मिमी चौड़ाई हैं। तापमान सेटिंग घुंडी, ऑपरेटिंग / ओवरहीटिंग लैंप, और सूचक प्लास्टिक नियंत्रक मामले पर स्थित हैं। तापमान सेट घुंडी मोड़ से सूचक देख रहा है, जबकि सेट किया जा सकता है। इस घुंडी धक्का तापमान नियंत्रक शुरू होता है. मापा तापमान वास्तविक समय में प्रदर्शित किया जाता है, और हीटर इतना नियंत्रित किया जाता है कि यह पहुँचता है और सेट तापमान रखती है। तापमान नियंत्रक चालू है, नीले एलईडी रोशनी और हीटर आपरेशन में है, जबकि प्रकाश रहता है. जब हीटर overheats, लाल एलईडी पर आता है और हीटर स्वचालित रूप से बंद हो जाता है. तापमान नियंत्रक घुंडी फिर से दबाने इसे बंद हो जाएगा. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 9
पूरक चित्र 9: सिस्टम विन्यास. एक शामिल नियंत्रक के साथ माइक्रोस्कोप चरण एक समर्पित केबल के साथ रबर हीटर से जुड़ा है. मापा नमूना तापमान संकेत प्राप्त कर रहे हैं, और रबर हीटर करने के लिए वर्तमान नियंत्रक द्वारा फैलता है। नियंत्रक से मापा संकेतों wirelessly इंटरनेट रूटर के माध्यम से सर्वर के लिए भेजा जाता है. सर्वर विश्लेषण और ग्राफिंग के लिए माप डेटा संकलित करता है. तापमान लॉग निगरानी और तापमान सेटिंग्स एक पीसी या स्मार्टफोन के माध्यम से दूर से नियंत्रित किया जा सकता है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 10
पूरक चित्र 10: थर्मोग्राफी द्वारा तापमान वितरण माप। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

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Discussion

डायटम कोशिकाओं को ले जाने का ट्रैकोसिस विश्लेषण डायटम गतिशीलता का मूल्यांकन करने के लिए एक उपयोगी दृष्टिकोण है। तथापि, जबकि एक सामान्य उल्टे सूक्ष्मदर्शी क्षैतिज रूप से नमूनों का निरीक्षण करता है, यह ऊर्ध्वाधर दिशा में गुरुत्वाकर्षण या चल गति के प्रभाव के प्रेक्षणों के लिए उपयुक्त नहीं है। विकसित और यहाँ वर्णित तापमान नियंत्रण के साथ एक ऊर्ध्वाधर माइक्रोस्कोप चरण है और एक उलटा माइक्रोस्कोप है, जो 90 डिग्री द्वारा घुमाया गया है से जुड़ा हुआ है। तापमान नियंत्रण के साथ यह सूक्ष्मदर्शी चरण डायटम कोशिकाओं के तापमान पर निर्भर ऊर्ध्वाधर गति के अवलोकन की अनुमति देता है।

प्रोटोकॉल के भीतर एक महत्वपूर्ण कदम नियंत्रक सर्किट डिजाइन है. सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए ब्रेकर सर्किट लागू किया गया था। सेंसर नमूना से काट दिया गया है या microcontroller ठीक से काम नहीं करता है, हीटर करने के लिए वर्तमान microcontroller से अलग एक सर्किट द्वारा काट दिया जाता है.

चूंकि नियंत्रण प्रणाली हीटर की वर्तमान को नियंत्रित करने के लिए पीआईडी प्रणाली को अपनाया, पीआईडी के इष्टतम पैरामीटर खोजने के लिए एक तकनीक की आवश्यकता है. मौजूदा विधि के साथ तुलना में, दूरस्थ आपरेशन और निगरानी वाई-फाई समारोह, एक सर्वर पर डेटा संग्रह, और तापमान सेटिंग समारोह द्वारा संभव हैं। के रूप में माइक्रोस्कोप से जुड़े मंच भाग की संरचना जटिल है, इस संरचना के सरलीकरण एक भविष्य के अध्ययन वारंट.

इस उपकरण तापमान बढ़ाने के लिए एक हीटर का उपयोग करता है, लेकिन ठंडा unpowered है; इसलिए, सेट तापमान कमरे के तापमान से नीचे नहीं हो सकता। कमरे के तापमान से कम तापमान के लिए शीतलक नमूने एक जटिल ठंडा डिवाइस है, जो भविष्य के काम के लिए विचाराधीन है की आवश्यकता होगी.

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Disclosures

लेखकों को खुलासा करने के लिए कोई संघर्ष नहीं है.

Acknowledgments

लेखकों की कोई अभिस्वीकृति नहीं है।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
AC adapter 12V2A Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd. AD-D120P200 Tokyo, Japan
ADS1015 Substrate Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd. adafruit PRODUCT ID: 1083 Tokyo, Japan
Alminium Plate (Back Side Plate) Inoval Co., Ltd. W 150mm×L 200?×T 1.5mm Gifu, Japan
Alminium Plate (Forefront Plate) Inoval Co., Ltd. W 150mm×L 200?×T 2mm Gifu, Japan
Alminium Plate (Middle Lower Plate) Inoval Co., Ltd. W 150mm×L 200?×T 4mm Gifu, Japan
Alminium Plate (Middle Upper Plate) Inoval Co., Ltd. W 150mm×L 200?×T 5mm Gifu, Japan
Aluminum Pedestal (Lower Plate) Inoval Co., Ltd. D 100mm×T 3mm (30Φ) Gifu, Japan
Aluminum Pedestal (Upper Plate) Inoval Co., Ltd. D 100mm×T 3mm (30Φ) Gifu, Japan
Bold Modified Basal Freshwater Nutrient Solution Sigma-Aldrich Co. LLC B5282-500ML St. Louis, USA
Controller Case Marutsu Elec Co., Ltd. pff-13-3-9 Tokyo, Japan
CPU Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd. ESP-WROOM-02D Tokyo, Japan
Inverted microscope Olympus Corporation CKX 53 Tokyo, Japan
Low temperature hardening epoxy resin adhesive ThreeBond Co., Ltd. TB2086M Tokyo, Japan
Multi-turn semi-fixed volume Vertical type 500 Ω Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd. 3296W-1-501LF Tokyo, Japan
OLED module Akihabara Inc. M096P4W Tokyo, Japan
Pressed Cork (For supporting electrode ) Tera Co., Ltd. W 42mm×L 30? Ishikawa, Japan
Pressed Cork (Lower Disk) Tera Co., Ltd. D 100mm×T 0.5mm (20Φ) Ishikawa, Japan
Pressed Cork (Upper Disk) Tera Co., Ltd. D 100mm×T 2.5mm (20Φ) Ishikawa, Japan
Rotary encoder with switch with 2 color LED Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd. P-05772 Tokyo, Japan
Silicone rubber heater Three High Co., Ltd. D 100mm×T 2.5mm (20Φ) Kanagawa, Japan
Substrate Seeed Technology Co., Ltd. mh5.0 Shenzhen, China
Temperature sensor Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd. NXFT15XH103FA2B050 Tokyo, Japan
Three-terminal DC / DC regulator 3.3 V Marutsu Elec Co., Ltd. BR301 Tokyo, Japan
Universal Flexible Arm Banggood Technology Co., Ltd. YP-003-2 Hong Kong, China
USB cable USB-A - MicroUSB Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd. USB CABLE A-MICROB Tokyo, Japan
Video Canera Sony Corporation HDR-CX590 Tokyo, Japan

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